指向式機器人的遙控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種指向式機器人的遙控系統(tǒng)。本發(fā)明提出一種遙控系統(tǒng)，該遙控系統(tǒng)包含受控裝置和遙控裝置。所述受控裝置具有光源并根據(jù)所述遙控裝置的控制信號而移動。所述遙控裝置供使用者操作并包含圖像傳感器。所述遙控裝置根據(jù)所述光源位于所述圖像傳感器所獲取圖像中成像位置和所述使用者的指向位置決定所述受控裝置的移動方向并發(fā)出所述控制信號。
【專利說明】指向式機器人的遙控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于一種遙控系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種指向式機器人的遙控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 已知遙控系統(tǒng)中，例如包含遙控汽車和遙控器，所述遙控汽車根據(jù)所述遙控器所 發(fā)出的電波信號進行移動。所述遙控汽車通常包含用以啟動接收器進行待命或以預設速度 進行直線移動的開關(guān)。所述遙控器在其上包含多個按鍵，例如包含多個方向鍵用以控制所 述遙控汽車的移動方向。為了提高指向精確度，某些遙控器設置有搖桿取代方向鍵以提供 更多可控制的方向。因此，使用者可通過所述遙控器的搖桿以控制所述遙控汽車進行任意 角度的轉(zhuǎn)向。
[0003] 然而，由于使用者視線與受控裝置的目前行進方向并非一致，在控制的過程中使 用者需以所述受控裝置的視角思考其轉(zhuǎn)向。例如，當所述使用者通過所述遙控器發(fā)出左轉(zhuǎn) 指令至所述遙控汽車時，若所述使用者視線與所述遙控汽車行進方向一致，所述使用者可 看到所述遙控汽車向左轉(zhuǎn)向；反之，若所述使用者視線與所述遙控汽車行進方向相反，所述 使用者卻看到所述遙控汽車向右轉(zhuǎn)向。因此，已知遙控系統(tǒng)中，方向的控制對于使用者來說 較不方便。
[0004] 另一種遙控系統(tǒng)使用雷射引導光束取代上述機械式按鍵的控制。所述遙控系統(tǒng)包 含受控裝置和遙控裝置。所述遙控裝置設置雷射；所述受控裝置具有攝影機用以取像所述 雷射引導光束的指向點并朝所述指向點的方向移動。相較于前述方法，此種遙控裝置大幅 地簡化了按鍵配置并可提升使用者操作經(jīng)驗。然而，所述受控裝置的攝影機需進行360度 全景掃描以取像所述雷射引導光束，同時識別的過程容易受到環(huán)境光源的干擾，因而具有 反應時間緩慢和精確度不佳的問題。
[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提出一種不需復雜按鍵即可以有效率且精確移動受控裝置的遙 控系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種包含受控裝置和遙控裝置的遙控系統(tǒng)。所述受控裝置具有光源并 根據(jù)所述遙控裝置的控制信號而移動。所述遙控裝置供使用者操作并包含圖像傳感器。所 述遙控裝置根據(jù)所述光源位于所述圖像傳感器所獲取圖像中成像位置和所述使用者的指 向位置決定所述受控裝置的移動方向并發(fā)出所述控制信號。
[0007] 本發(fā)明的目的在提供一種遙控系統(tǒng)，其受控裝置包含光源以不同的閃爍頻率、發(fā) 光面積或發(fā)光形狀等不同特征對應不同的工作模式；所述遙控裝置可根據(jù)所述光源的不 同特征識別所述受控裝置的工作模式以發(fā)出控制信號，其包含工作模式指令和移動方向指 令。
[0008] 本發(fā)明另一目的在提供一種遙控系統(tǒng)，其遙控裝置僅需使用開關(guān)(例如機械式按 鍵或電容式開關(guān)）以發(fā)出控制信號，故可簡化控制程序。
[0009] 為達上述目的，本發(fā)明提供一種遙控系統(tǒng)包含受控裝置和遙控裝置。所述受控裝 置包含光源。所述遙控裝置包含圖像傳感器和處理器。所述圖像傳感器用以獲取包含所述 光源的第一圖像和第二圖像。所述處理器用以根據(jù)所述第一圖像和所述第二圖像中所述光 源的成像位置計算所述受控裝置的目前移動向量，根據(jù)所述第二圖像中所述光源的所述成 像位置和指向位置計算指向向量，并根據(jù)所述目前移動向量和所述指向向量決定所述受控 裝置的移動方向。
[0010] 本發(fā)明另提供一種遙控系統(tǒng)包含受控裝置和遙控裝置。所述受控裝置包含第一光 源和第二光源。所述遙控裝置包含圖像傳感器和處理器。所述圖像傳感器用以獲取包含所 述第一光源和所述第二光源的圖像。所述處理器用以根據(jù)所述圖像中所述第一光源和所述 第二光源的成像位置計算所述受控裝置的目前移動方向，根據(jù)所述圖像中所述第一光源或 所述第二光源的所述成像位置和指向位置計算指向向量，并根據(jù)所述目前移動方向、所述 指向向量和所述成像位置決定所述受控裝置的移動方向。
[0011] 本發(fā)明另提供一種遙控系統(tǒng)包含受控裝置和遙控裝置。所述受控裝置包含具有預 設圖案的光源。所述遙控裝置包含圖像傳感器和處理器。所述圖像傳感器用以獲取包含所 述預設圖案的圖像。所述處理器用以根據(jù)所述圖像中所述預設圖案判定所述受控裝置的目 前移動方向，并根據(jù)所述圖像中所述光源的成像位置和指向位置計算指向向量，并根據(jù)所 述目前移動方向、所述指向向量和所述成像位置決定所述受控裝置的轉(zhuǎn)向角度。
[0012] 一實施例中，所述受控裝置還包含接收器且所述遙控裝置還包含發(fā)射器，所述處 理器通過所述發(fā)射器將所述移動方向、轉(zhuǎn)向角度或模式指令傳送至所述接收器；所述發(fā)射 器可通過紅外光或無線電波進行資料傳送。
[0013] 一實施例中，所述光源可為恒亮或具有閃爍頻率。所述受控裝置為清潔機器人，所 述清潔機器人具有至少一種對應所述光源的閃爍頻率的運作模式；其中，所述運作模式可 包含移動速度和/或操作強度等。
[0014] 一實施例中，所述處理器還根據(jù)所述移動向量和/或所述指向向量的大小決定所 述受控裝置的移動速度、移動距離或目的。
[0015] 本發(fā)明實施例的指向式機器人的遙控系統(tǒng)可根據(jù)所述受控裝置的光源圖像通過 向量運算以決定所述受控裝置的轉(zhuǎn)向角度、移動方向和/或移動距離。借此，使用者可更直 覺地控制所述遙控裝置的動作。
[0016] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式 作詳細說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1顯示本發(fā)明第一實施例的遙控系統(tǒng)的示意圖；
[0018] 圖2顯示本發(fā)明第一實施例中圖像傳感器所獲取的圖像所形成的二維空間的示 意圖；
[0019] 圖3顯示本發(fā)明第二實施例的遙控系統(tǒng)的示意圖；
[0020] 圖4顯示本發(fā)明第二實施例中圖像傳感器所獲取的圖像的示意圖；
[0021] 圖5顯示本發(fā)明第三實施例的遙控系統(tǒng)的示意圖；
[0022] 圖6顯示本發(fā)明第三實施例中圖像傳感器所獲取的圖像的示意圖；
[0023] 附圖標記說明
[0024] 1、2、3 遙控系統(tǒng)
[0025] 10、10' 受控裝置
[0026] 12、12， 光源
[0027] 121 第一光源
[0028] 122 第二光源
[0029] 14、14' 接收器
[0030] 20 遙控裝置
[0031] 25 圖像傳感器
[0032] 27 發(fā)射器
[0033] 29 處理器
[0034] 2DS 二維空間
[0035] CpCpP 圖像中心
[0036] 5 預設移動方向
[0037] F 圖像
[0038] F1 第一圖像
[0039] F2 第二圖像
[0040] 112、112' 光源圖像
[0041] Pc 二維空間中心
[0042] P12 成像位置
[0043] P^P121 第一成像位置
[0044] P2^P122 第二成像位置
[0045] Sc 控制信號
[0046] T1^T2 時間
[0047] V 視角
[0048] Θ 轉(zhuǎn)向角度。

【具體實施方式】
[0049] 為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯，下文將配合所附圖示，作 詳細說明如下。此外，在本發(fā)明的說明中，相同的構(gòu)件以相同的符號表示，在此合先敘明。
[0050] 下列說明中，將以實施例說明本發(fā)明的遙控系統(tǒng)，其遙控裝置利用圖像傳感器取 代已知的雷射引導光束。然而，本發(fā)明的實施例并不限定于任何特定環(huán)境、應用或?qū)嵤┓?式。因此，下列各實施例的說明僅為例示性，并非用以限定本發(fā)明?？梢粤私獾氖?，與本發(fā) 明不直接相關(guān)的構(gòu)件已省略而未顯示在下列實施例和圖示中。
[0051] 圖1顯示本發(fā)明第一實施例的遙控系統(tǒng)1的示意圖，例如指向式機器人的遙控系 統(tǒng)。所述遙控系統(tǒng)1包含受控裝置10和遙控裝置20。使用者可通過所述遙控裝置20控制 所述受控裝置10,例如控制所述受控裝置10的行進方向、移動速度、移動距離、轉(zhuǎn)向角度和 /或操作強度等。
[0052] 所述受控裝置10具有光源12和接收器14。所述光源12以可調(diào)的點亮頻率發(fā)光 或持續(xù)點亮，以作為所述受控裝置10的位置偵測參考點。所述接收器14則用以與所述遙 控裝置20進行單向或雙向通訊。必須說明的是，圖1所示所述受控裝置10的光源12的位 置并非用以限定本發(fā)明。本實施例中，所述受控裝置10可為執(zhí)行預設功能的指向式機器 人，例如清掃機器人（Cleaning Robot)，但并不以此為限，只要是可利用遙控器控制其運作 的裝置即可。
[0053] 所述遙控裝置20包含圖像傳感器25、發(fā)射器27和處理器29 ;其中，所述處理器29 電性連接所述圖像傳感器25和所述發(fā)射器27。一實施例中，所述遙控裝置20還包含至少 一個開關(guān)(未示出）供所述使用者操作，所述開關(guān)可為機械式按鍵或電容式開關(guān)，用以觸發(fā) 所述圖像傳感器25獲取圖像和所述發(fā)射器27發(fā)出控制信號S c。
[0054] 本實施例中，所述圖像傳感器25較佳位于所述遙控裝置20的前方，因此所述遙控 裝置20供所述使用者手持使用時其指向大致為所述使用者的手臂方向的延伸。所述圖像 傳感器25以預設視角V獲取圖像，用以獲取涵蓋所述受控裝置10的所述光源12的圖像。 所述處理器29則根據(jù)所述圖像形成二維空間以進行向量運算。例如圖2顯示根據(jù)所述圖 像傳感器25所獲取的圖像所形成的二維空間2DS的示意圖。
[0055] 請參照圖1和圖2所示，假設于時間T1時，所述圖像傳感器25獲取包含所述光源 12的第一圖像F 1，其具有圖像中心C1 (例如使用者的指向位置）；接著所述處理器29即可 識別所述第一圖像F1中所述光源12的光源圖像I 12，并將所述第一圖像F1映射（mapping) 至二維坐標系統(tǒng)2DS，例如極坐標系統(tǒng)或直角坐標系統(tǒng)，此時所述第一圖像F 1的所述圖像中 心C1對應至二維空間中心Pc，并將所述第一圖像F 1中所述光源圖像I12的位置記錄為第一 成像位置P1。相同地，假設于時間T 2時，所述圖像傳感器25獲取包含光源12'的第二圖像 F2，其具有圖像中心C2 (例如使用者的指向位置）；接著所述處理器29即可識別所述第二圖 像F2中所述光源12'的光源圖像1 12'，并將所述第二圖像F2映射至所述二維坐標系統(tǒng)2DS， 此時所述第二圖像F2的所述圖像中心C 2對應至所述二維空間中心Pc，并將所述第二圖像F2 中所述光源圖像I12'的位置記錄為第二成像位置P2。必須說明的是，所述第一成像位置P 1 和所述第二成像位置P2可分別為光源所形成物件圖像的中心位置、重心位置或所述物件圖 像中其他預設位置，只要使用相同定義即可。
[0056] 必須說明的是，圖1中參考符號12、12'僅用以表示不同時間的光源，并非表示不 同光源；同理，參考符號1〇、1〇'以及14、14'僅用以表示不同時間的元件，并非表示不同元 件。
[0057] 本實施例中，所述處理單元29將所述第一圖像F1和所述第二圖像F2利用空間變 換轉(zhuǎn)換至同一二維空間以進行向量運算。一實施例中，所述第二圖像F 2可轉(zhuǎn)換至所述第一 圖像F1所形成的二維空間；另一實施例中，所述第一圖像F1可轉(zhuǎn)換至所述第二圖像F 2所形 成的二維空間；另一實施例中，所述第一圖像F1和所述第二圖像F2可分別轉(zhuǎn)換至另一二維 空間，以進行后續(xù)向量運算。例如，當以所述第一圖像F 1所形成的二維空間進行向量運算 時，所述圖像中心C1可為所述二維空間中心Pc ;當以所述第二圖像F2所形成的二維空間進 行向量運算時，所述圖像中心C2可為所述二維空間中心P c ;當使用所述第一圖像和所述第 二圖像以外的二維空間時，所述圖像中心C1和C2則映射至所述二維空間中心P。。其中簡單 方式是可將所述第一圖像F 1和所述第二圖像F2直接疊合，用以判斷后續(xù)所述第一成像位置 P1和所述第二成像位置P2的向量變化。
[0058] 因此，所述處理器29可根據(jù)所述二維空間2DS中所述第一成像位置P1和所述第 二成像位置P 2得到目前移動向量$并根據(jù)所述二維空間2DS中所述第二成像位置P2和 所述二維空間中心P。得到指向向量g，接著根據(jù)所述目前移動向量@、所述指向向量 和所述第二成像位置匕通過向量運算即可決定所述受控裝置10的移動方向或轉(zhuǎn)向角 度Θ，例如圖2所示朝向所述二維空間中心P。的方向。
[0059] 本實施例中，所述發(fā)射器27可通過紅外光或無線電波(例如藍牙)將所述移動方向 傳送至所述接收器14?？梢岳斫鈭D1和圖2僅示例性地顯示所述光源12、所述接收器14、 所述發(fā)射器27與所述圖像傳感器25的相對位置以和所述視角V的形狀；其中，所述視角V 的形狀和尺寸可根據(jù)所述圖像傳感器25的取像角度和取像距離而定。較佳地，所述處理單 元29能夠?qū)⑺鰣D像傳感器25所獲取的圖像轉(zhuǎn)換成一矩型或方形的二維空間，以利進行 向量運算。
[0060] 一實施例中，如果所述處理器29具有色階或色彩識別功能，所述受控裝置10的所 述光源12可設計為以不同亮度或顏色發(fā)光以對應所述受控裝置10的不同工作模式，例如 正常模式下所述受控裝置10以預設速度和預設強度工作；靜音模式下所述受控裝置10以 小于所述預設速度和所述預設強度工作；快速模式下所述受控裝置10以大于所述預設速 度和所述預設強度工作。必須說明的是，此處所述各種模式的功能可于出廠前根據(jù)所述受 控裝置10所執(zhí)行的功能預先設定，并不限于本發(fā)明說明中所揭示的功能。因此，所述處理 器29決定所述受控裝置10的所述移動方向時，也可同時決定是否改變所述受控裝置10的 工作模式。此外，所述移動方向和所述工作模式可分別決定，所述工作模式的模式數(shù)量可根 據(jù)不同應用決定。
[0061] 一實施例中，所述受控裝置10的所述光源12可設計為以不同頻率閃爍以對應所 述受控裝置10的不同工作模式。所述處理器29可根據(jù)所述第一圖像F1和所述第二圖像 F2決定所述移動方向，還可根據(jù)多個張圖像以判定所述受控裝置10的目前工作模式，故所 述圖像傳感器25在每次被觸發(fā)時(例如按壓開關(guān)）可連續(xù)獲取數(shù)張圖像而并不限于兩張圖 像。此外，所述第一圖像F 1和所述第二圖像F2并不限定為連續(xù)的兩張圖像，也可為連續(xù)獲 取的多個張圖像中相隔一張或多個張圖像的兩張圖像。本實施例中，所述光源12可設計具 有不同閃爍頻率以對應所述受控裝置10的不同工作模式(例如所述正常模式、靜音模式或 快速模式)，當所述處理器29決定所述受控裝置10的所述移動方向時，也可根據(jù)所獲取多 個圖像判斷所述光源12的閃爍頻率以決定是否改變所述受控裝置10的工作模式。此外， 如果所述受控裝置10被設定以靜音模式運作時，所述受控裝置10或所述處理器29可忽略 模式變更指令。
[0062] 一實施例中，所述處理器29還可根據(jù)所述目前移動向量g和所述指向向量g 至少其中一者的大小決定所述受控裝置10的移動速度和/或移動距離。舉例而言，當所 述指向向量的大?。捶稊?shù)）大于或小于閾值時，所述處理器29發(fā)出的控制信號S c可 同時包含移動方向和模式變更信息；其中，所述閾值可為固定數(shù)值或由所述目前移動向量 g大小的倍數(shù)決定。此外，所述閾值可根據(jù)可改變的模式數(shù)量而包含多個閾值。所述處 理器29還可判斷所述移動向量g的大小是否符合使用者的設定以決定是否進行模式變 更，或也可直接控制所述受控裝置10的移動速度。
[0063]圖3顯示本發(fā)明第二實施例的遙控系統(tǒng)2的示意圖，其同樣可為指向式機器人的 遙控系統(tǒng)并包含受控裝置10和遙控裝置20。使用者同樣可通過所述遙控裝置20控制所述 受控裝置10,例如控制所述受控裝置10的工作模式、行進方向、轉(zhuǎn)向角度、移動速度、移動 距離和/或操作強度等。
[0064] 所述受控裝置10具有第一光源121、第二光源122和接收器14且以預設移動方向 δ (例如所述受控裝置10的正面）移動。所述第一光源121和所述第二光源122具有不同 的特征(詳述于后)，以供所述遙控裝置20進行區(qū)別。所述接收器14則用以與所述遙控裝 置20進行單向或雙向通訊。必須說明的是，圖3所示所述受控裝置10的所述第一光源121 和所述第二光源122的位置并非用以限定本發(fā)明。如第一實施例所述，所述受控裝置10可 為執(zhí)行預設功能的指向式機器人。
[0065] 所述遙控裝置20包含圖像傳感器25、發(fā)射器27和處理器29 ;其中，所述處理器29 電性連接所述圖像傳感器25和所述發(fā)射器27。如第一實施例所述，所述遙控裝置20可還 包含至少一個開關(guān)(未不出）。
[0066] 本實施例中，由于所述處理器29根據(jù)所述圖像傳感器25獲取涵蓋所述受控裝置 10的所述第一光源121和所述第二光源122的一張圖像判斷所述受控裝置10的移動方向， 因此所述處理器29可直接利用所述張圖像所形成的二維空間進行向量運作。本實施例將 直接以所述圖像傳感器25獲取的所述圖像說明向量運算，例如圖4顯示所述圖像傳感器25 所獲取的圖像F的示意圖?？梢粤私獾氖?，當所述圖像傳感器25的取像角度導致所述圖像 F不為矩形時，可利用空間變換轉(zhuǎn)換為矩形的二維空間以利向量運算。
[0067] 請參照圖3和圖4所示，所述圖像傳感器25獲取包含所述第一光源121和所述第 二光源122的圖像F，接著所述處理器29即可識別所述第一光源121和所述第二光源122 并記錄為第一成像位置P121和第二成像位置P122，如圖4所示，所述圖像F并具有圖像中心 Ρ。必須說明的是，所述第一成像位置P121和所述第二成像位置P122可分別為物件圖像的中 心位置、重心位置或其他預設位置，只要使用定義相同的位置即可。
[0068] 因此，所述處理器29可根據(jù)所述圖像F中所述第一成像位置P121和所述第二成像 位置P122得到所述受控裝置10的目前移動方向;此處假設所述目前移動方向? 和所述預設移動方向g預設為相同方向（也即P121Pm =5)，所述處理器29即可借由所述目 前移動方向P121P122決定所述受控裝置1〇的所述預設移動方向g ;同時，所述處理器29根據(jù) 所述圖像F中所述圖像中心P和所述第二成像位置P122得到指向向量0 ;因此，根據(jù)所述 目前移動方向P121P122、所述指向向量@和所述成像位置P122通過向量運算即可決定所述 受控裝置的移動方向或轉(zhuǎn)向角度Θ，如圖4所示。本實施例與第一實施例的差異在于，第一 實施例可根據(jù)所述受控裝置10在兩張圖像中的光源位置變化判斷所述受控裝置10的目前 移動方向，而第二實施例中所述處理器29根據(jù)同一圖像中兩光源判斷所述受控裝置10的 目前移動方向，其他部份則與第一實施例類似，故于此不再贅述。
[0069] 必須注意的是，所述目前移動方向P121P122和所述預設移動方向g僅示例性地預設 為相同方向（也即)。其他實施例中，所述目前移動方向P 121P122和所述預設移動 方向j5可不相同，只要于出廠時預先設定并由所述處理器29進行轉(zhuǎn)換即可。本實施例中， 只要能夠判斷所述第一光源121和所述第二光源122的相對位置，即能夠判斷所述目前移 動方向P121P 122。
[0070] 此外，本實施例僅例示所述指向向量為Ρ.::2Γ^且所述預設移動方向g的起始點為 所述第二成像位置P 122 ;另一實施例中，所述指向向量也可選擇為0同時所述預設移動 方向己的起始點可選擇為所述第一成像位置P121。
[0071] 本實施例中，所述受控裝置10的所述第一光源121和所述第二光源122具有不同 的特征，例如不同亮度、顏色、面積或形狀。例如，所述處理器29具有色階或色彩識別功能， 所述第一光源121由3顆LED燈所組成且所述第二光源122由1顆LED燈所組成，并假設 所述LED燈亮度相同，所述處理器29可由色階識別功能決定所述第一光源121和所述第二 光源122的位置。因此，所述處理器29可根據(jù)上述光源特征識別所述第一光源121和所述 第二光源122的相對位置以得到所述受控裝置10的所述目前移動方向1^；。
[0072] 此外，所述第一光源121和所述第二光源122的不同亮度或顏色的組合可對應所 述受控裝置的不同工作模式(例如所述正常模式、靜音模式或快速模式)，因此所述處理器 29決定所述受控裝置10的所述移動方向時，也可決定是否改變所述受控裝置10的工作模 式。
[0073] 如第一實施例所述，所述第一光源121和所述第二光源122也可設計為不同閃爍 頻率以對應所述受控裝置10的不同工作模式(例如所述正常模式、靜音模式或快速模式)或 供分辨不同光源，因此所述處理器29決定所述受控裝置10的所述移動方向時，也可決定是 否改變所述受控裝置10的工作模式。
[0074] 如第一實施例所述，所述處理器29還可根據(jù)所述指向向量^的大小決定所述 受控裝置10的移動速度和/或移動距離，例如根據(jù)所述指向向量@與至少一個閾值的比 較結(jié)果判斷是否改變工作模式，由于其與第一實施例類似，故于此不再贅述。
[0075] 圖5顯示本發(fā)明第三實施例的遙控系統(tǒng)3的示意圖，其同樣可為指向式機器人的 遙控系統(tǒng)并包含受控裝置10和遙控裝置20。使用者同樣可通過所述遙控裝置20控制所述 受控裝置10,例如控制所述受控裝置10的行進方向、轉(zhuǎn)向角度、移動速度、移動距離和/或 操作強度等。
[0076] 所述受控裝置10具有光源12和接收器14且以預設移動方向石移動，其中所述光 源12具有預設圖案用以對應于所述預設移動方向δ (例如箭號指向所述預設移動方向5， 如圖5所示)。所述光源12以可調(diào)的點亮頻率發(fā)光或持續(xù)點亮，以作為所述受控裝置10的 位置檢測參考點。所述接收器14則用以與所述遙控裝置20進行單向或雙向通訊。必須說 明的是，圖5所示所述受控裝置10的所述光源12的位置并非用以限定本發(fā)明。如第一實 施例所述，所述受控裝置10可為執(zhí)行預設功能的指向式機器人
[0077] 所述遙控裝置20包含圖像傳感器25、發(fā)射器27和處理器29 ;其中，所述處理器29 電性連接所述圖像傳感器25和所述發(fā)射器27。如第一實施例所述，所述遙控裝置20可還 包含至少一個開關(guān)(未不出）。
[0078] 本實施例中，由于所述處理器29根據(jù)所述圖像傳感器25獲取涵蓋所述受控裝置 10的所述光源12的一張圖像判斷所述受控裝置10的移動方向或轉(zhuǎn)向角度，因此所述處理 器29可直接利用所述張圖像所形成的二維空間進行向量運作。本實施例將直接以所述圖 像傳感器25獲取的所述圖像說明向量運算，例如圖6顯示所述圖像傳感器25所獲取的圖 像F的示意圖。可以了解的是，當所述圖像傳感器25的取像角度導致所述圖像F不為矩形 時，可利用空間變換轉(zhuǎn)換為矩形的二維空間以利向量運算。
[0079] 請參照圖5和圖6所示，所述圖像傳感器25獲取包含所述光源12的圖像F，接著 所述處理器29即可識別所述光源12并記錄為成像位置P 12和圖像中心P，如圖6所示。同 時，所述處理器29也判斷所述光源12的所述預設圖案的形狀。必須說明的是，所述成像位 置P 12可為所述物件圖像（即光源圖像）的中心位置、重心位置或其他預設位置。例如，本實 施例中所述成像位置P12定義為所述預設圖案的中心位置。
[0080] 因此，所述處理器29可根據(jù)所述圖像F中所述成像位置P12和所述預設圖案的形 狀得到所述受控裝置10的所述預設移動方向g ;例如所述預設圖案的形狀為箭頭并假設 所述箭頭指向與所述預設移動方向石了頁設為相同方向，如圖5所示，所述處理器29即可借 由所述預設圖案判斷所述受控裝置10的所述預設移動方向δ以作為目前移動方向；同時， 所述處理器29根據(jù)所述圖像F中所述圖像中心P得到指向向量?，接著根據(jù)所述目前移 動方向、所述指向向量和成像位置通過向量運算即可決定所述受控裝置的轉(zhuǎn)向角度Θ或 移動方向，如圖6所不。本實施例與第一實施例的差異在于，第一實施例可根據(jù)所述受控裝 置10在兩張圖像中的光源位置變化判斷所述受控裝置10的目前移動方向，而第三實施例 中所述處理器29根據(jù)所述光源的形狀判斷所述受控裝置10的目前移動方向，其他部份則 與第一實施例類似，故于此不再贅述。
[0081] 必須注意的是，所述預設圖案的形狀僅示例性地顯示為箭號；其他實施例中，所述 預設圖案的形狀可為三角形、五邊形、或其他非對稱圖形，只要所述處理器29可識別并與 所述預設方向g進行關(guān)聯(lián)即可。也即，本實施例中，只要所述處理器29能夠識別出所述光 源圖像的形狀，即可識別出目前移動方向（即預設方向D )。
[0082] 本實施例中，由于所述處理器29具有圖案識別功能，所述光源12的所述預設圖案 也可設計由多個發(fā)光二極體排列而成并控制部份二極體發(fā)光以形成不同圖案來對應所述 受控裝置10的不同工作模式(例如所述正常模式、靜音模式或快速模式)，因此所述處理器 29決定所述受控裝置10的所述移動方向時，也可決定是否改變所述受控裝置10的工作模 式。
[0083] 另一實施例中，如果所述處理器29具有色階或色彩識別功能，所述受控裝置10的 所述光源12可設計為以不同亮度或顏色以對應所述受控裝置10的不同工作模式(例如所 述正常模式、靜音模式或快速模式)，因此所述處理器29決定所述受控裝置10的所述移動 方向時，也可決定是否改變所述受控裝置10的工作模式。此時，所述光源12可持續(xù)以不同 亮度或顏色發(fā)光以表示目前工作模式。
[0084] 如第一實施例所述，所述光源12也可具有不同閃爍頻率以對應所述受控裝置10 的不同工作模式(例如所述正常模式、靜音模式或快速模式)，因此所述處理器29決定所述 受控裝置10的所述移動方向時，也可決定是否改變所述受控裝置10的工作模式。
[0085] 如第一實施例所述，所述處理器29還可根據(jù)所述指向向量p的大小決定所述受 控裝置10的移動速度和/或移動距離；例如根據(jù)所述指向向量:與至少一個閾值的比較 結(jié)果判斷是否改變工作模式，由于其與第一實施例類似，故于此不再贅述。
[0086] 上述各實施例中，所述遙控裝置20較佳為手持式遙控裝置；其他實施例中，所述 遙控裝置20也可為可攜式電子裝置，例如搭載紅外光或藍牙功能的智慧型手機，其中所述 智慧型手機的照相機功能可對應本發(fā)明的所述圖像傳感器25的功能。
[0087] 上述各實施例的所述圖像傳感器25的視野較佳涵蓋整個所述受控裝置10以確保 所述光源皆可被所述圖像傳感器25獲取。所述圖像傳感器25可為一互補式金氧半導體 (CMOS)圖像傳感器或電荷耦合裝置（CXD)。
[0088] 一實施例中，上述各實施例的所述圖像傳感器25根據(jù)所述處理器29所應用的坐 標系統(tǒng)可被劃分為多個子區(qū)域的集合。以直角坐標系統(tǒng)為例，請參照圖2所示，其顯示操 作區(qū)域被劃分為多個子區(qū)域的矩陣的示意圖。也就是說，所述圖像中至少一個光點的位置 信息可獲取自查找表，所述查找表由劃分所述圖像傳感器的視野為多個子區(qū)域的矩陣所形 成。
[0089] 上述光源可為任何已知光源，例如發(fā)光二極體（LED)、雷射二極體（LD)或其他主 動光源，但本發(fā)明并不限于此，例如可以半透明蓋體透出主動光源所發(fā)出的光，借以決定光 源的形狀。若使用紅外光光源，則可避免影響使用者的視覺。
[0090] 本發(fā)明說明中，指向位置可定義為圖像中心，當映射至二維空間進行向量運算時， 所述指向位置可映射至二維空間中心。然而，根據(jù)不同實施例，所述指向位置也可定義為所 獲取的圖像中的其它預設位置，例如所述圖像的角落；當映射至二維空間進行向量運算時， 所述指向位置可映射至所述二維空間的相對位置。
[0091] 如上所述，已知具有多個按鍵或以雷射引導光束來操作的遙控系統(tǒng)分別具有精確 度不佳和反應時間緩慢的問題。因此，本發(fā)明提供一種指向式機器人的遙控系統(tǒng)，其可根據(jù) 所述受控裝置的光源圖像通過向量運算決定所述受控裝置的轉(zhuǎn)向角度、移動方向、移動目 的和/或移動距離。借此，使用者可更直覺地控制所述遙控裝置的操作。
[0092] 雖然本發(fā)明已被前述實施例披露，但是其并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬 【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更 動與修改。因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權(quán)利要求范圍所界定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1. 一種遙控系統(tǒng)，該遙控系統(tǒng)包含： 受控裝置，該受控裝置包含： 光源；以及 遙控裝置，該遙控裝置包含： 圖像傳感器，用以獲取包含所述光源的第一圖像和第二圖像；以及 處理器，用以根據(jù)所述第一圖像和所述第二圖像中所述光源的成像位置計算所述受控 裝置的目前移動向量，根據(jù)所述第二圖像中所述光源的所述成像位置和指向位置計算指向 向量，并根據(jù)所述目前移動向量和所述指向向量決定所述受控裝置的移動方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控系統(tǒng)，其中所述受控裝置還包含接收器，且所述遙控裝 置還包含發(fā)射器，所述處理器通過所述發(fā)射器以紅外光或無線電波將所述移動方向傳送至 所述接收器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控系統(tǒng)，其中所述光源具有閃爍頻率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的遙控系統(tǒng)，其中所述受控裝置為清潔機器人，所述清潔機器 人具有至少一種對應所述光源的所述閃爍頻率的運作模式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控系統(tǒng)，其中所述指向位置為所述第二圖像的圖像中心。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控系統(tǒng)，其中所述處理器還根據(jù)所述目前移動向量和所述 指向向量的至少其中一者的大小決定所述受控裝置的移動速度和/或移動距離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控系統(tǒng)，其中所述遙控裝置為手持式遙控裝置或可攜式電 子裝置。
8. -種遙控系統(tǒng)，該遙控系統(tǒng)包含： 受控裝置，該受控裝置包含： 第一光源和第二光源；以及 遙控裝置，該遙控裝置包含： 圖像傳感器，用以獲取包含所述第一光源和所述第二光源的圖像；以及 處理器，用以根據(jù)所述圖像中所述第一光源和所述第二光源的成像位置計算所述受控 裝置的目前移動方向，根據(jù)所述圖像中所述第一光源或所述第二光源的所述成像位置和指 向位置計算指向向量，并根據(jù)所述目前移動方向、所述指向向量和所述成像位置決定所述 受控裝置的移動方向。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的遙控系統(tǒng)，其中所述受控裝置還包含接收器，且所述遙控裝 置還包含發(fā)射器，所述處理器通過所述發(fā)射器以紅外光或無線電波將所述移動方向傳送至 所述接收器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的遙控系統(tǒng)，其中所述第一光源和所述第二光源具有不同的 特征。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的遙控系統(tǒng)，其中所述受控裝置為清潔機器人，所述清潔機 器人具有至少一種對應所述第一光源和/或所述第二光源的所述特征的運作模式。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的遙控系統(tǒng)，其中所述指向位置為所述圖像的圖像中心。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的遙控系統(tǒng)，其中所述遙控裝置為手持式遙控裝置或可攜式 電子裝置。
14. 一種遙控系統(tǒng)，該遙控系統(tǒng)包含： 受控裝置，該受控裝置包含： 光源，具有預設圖案；以及 遙控裝置，該遙控裝置包含： 圖像傳感器，用以獲取包含所述預設圖案的圖像；以及 處理器，用以根據(jù)所述圖像中所述預設圖案判定所述受控裝置的目前移動方向，并根 據(jù)所述圖像中所述光源的成像位置和指向位置計算指向向量，并根據(jù)所述目前移動方向、 所述指向向量和所述成像位置決定所述受控裝置的轉(zhuǎn)向角度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的遙控系統(tǒng)，其中所述受控裝置還包含接收器，且所述遙控 裝置還包含發(fā)射器，所述處理器通過所述發(fā)射器以紅外光或無線電波將所述轉(zhuǎn)向角度傳送 至所述接收器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的遙控系統(tǒng)，其中所述光源的所述預設圖案為箭頭或非對稱 圖形。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的遙控系統(tǒng)，其中所述光源具有閃爍頻率，所述受控裝置具 有至少一種對應所述光源的所述閃爍頻率的運作模式。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的遙控系統(tǒng)，其中所述預設圖案由多個發(fā)光二極體排列而 成，且通過使部分所述發(fā)光二極體發(fā)光以改變所述預設圖案，所述受控裝置具有至少一種 運作模式對應所述光源的所述預設圖案。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的遙控系統(tǒng)，其中所述指向位置為所述圖像的圖像中心。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的遙控系統(tǒng)，其中所述遙控裝置為手持式遙控裝置或可攜式 電子裝置。
【文檔編號】G05D1/02GK104238555SQ201310240883
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】黃森煌, 柯怡賢 申請人:原相科技股份有限公司